KR100728815B1 - 치과용 임플란트 고정체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아가 빠진 상하악골(maxillary and mandibular bone)에 치아의 대체용으로 식립하는 치과용 임플란트(dental implant)의 고정체(fixture)에 관한 것으로, 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선이 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지게 형성된 본 발명의 치과용 임플란트 고정체는, 골정이 경사지게 형성된 환자에게 골제거술식에 따른 임플란트 지지력의 격감을 방지하며, 골유도재생술에 따른 비용면에서나 시술편의성 및 감염가능성 측면에서의 단점을 제거할 뿐만 아니라 1회 수술 만으로 치료가 가능한 현저한 장점을 나타낸다.

치과용 임플란트 고정체, 골정, 골제거술식, 골유도재생술

Description

치과용 임플란트 고정체{Dental Implant Fixture}

도 1은 종래 임플란트 고정체의 정면도이다.

도 2는 종래 임플란트 고정체가 뼈에 식립된 상태를 나타내는 도면이다.

도 3은 종래 임플란트 고정체가 경사진 골정을 가진 뼈에 식립된 상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 골제거술식을 통한 식립방법을 설명하는 도면이다.

도 5는 골유도재생술을 통한 식립방법을 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 임플란트 고정체가 경사진 골정을 가진 뼈에 식립된 상태를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 고정체의 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선이 곡선인 경우를 나타내는 부분 정면도이다.

도 8은 본 발명의 고정체의 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선을 포함하는 면이 상기 고정체의 중심축에 직교하는 면과 만나는 상태를 도시하는 개념도이다.

도 9는 식별표지가 형성된 본 발명의 임플란트 고정체의 평면도이다.

도 10은 고정체 마운트 및 상기 마운트가 본 발명의 고정체와 결합된 상태를 나타내는 정면도이다.

도 11은 거친 표면에만 나사산이 형성된 본 발명의 임플란트 고정체의 상부 정면도이다.

도 12는 매끈한 표면에 미세홈이 형성된 본 발명의 임플란트 고정체의 상부 정면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 내부형 스트레이트 고정체 15: 내부형 테이퍼(tapered) 고정체

20: 외부형 스트레이트 고정체 25: 외부형 테이퍼(tapered) 고정체

30: 치조골 32: 골정

35: 하치조신경 40: 고정체 마운트

100: 매끈한 표면의 상부 110: 매끈한 표면의 고리형 끝단

120: 식별표지 130: 미세홈

200: 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선, R/S 경계선

300: 거친 표면의 하부

본 발명은 치아가 빠진 상하악골(maxillary and mandibular bone)에 치아의 대체용으로 식립하는 치과용 임플란트(dental implant)의 고정체(fixture)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 골정(crestal bone)이 경사진 환자의 치료를 위해, 임플란트 고정체의 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선이 경사지게 형성된 치과용 임플란트 고정체에 관한 것이다.

치과용 임플란트란 인체의 치아가 상실되었을 때 이를 대체하는 인공구조물로서, 상실된 치아의 치근을 대신할 수 있도록, 인체에 거부반응이 없는 인공치근을 이가 빠져나간 치조골에 심어서 유착시킨 뒤 인공치아를 고정시켜 치아의 원래 기능을 회복하도록 하는 기능을 가지며, 이 중 임플란트 고정체는 상기 인공치근의 구성부로 실제 치조골에 식립(placement)되는 부분을 가리킨다.

초창기의 치과용 임플란트 고정체는 타이타늄(titanium)의 표면을 기계로 깎은 매끈한 표면(smooth surface, machined surface)을 보유했다. 그러나, 임플란트 고정체의 표면에 일정한 거칠기(roughness)를 줌으로써 상하악골과의 접촉면(contact surface)의 면적을 넓히고, 이로써 골질(bone quality)이나 골량(bone quantity)이 부족한 조건 하에서도 성공률을 높이고, 더 빠른 시간 안에, 더 짧은 길이로도 기능할 수 있는 임플란트 고정체를 만들고자 하는 연구가 최근 10 여년 간 활발히 진행되어 왔다. 근래에는 임플란트 고정체의 표면을 거칠게 처리하는 것이 골과의 기계적 접촉면적을 높여줄 뿐만 아니라 뼈와 임플란트 고정체 사이의 골유착(osseointegration)의 진행을 더 빠르게 한다는 생물학적인 장점들도 있음이 밝혀지면서 거친 표면의 임플란트 고정체가 시장에서 확실한 대세를 장악하고 있다. (이동한. "임플란트 fixture의 표면은 어떤 것을 선택할 것인가?". 대한치과의사협회지 42(5):www.kda.co.kr, 2004. 김영균,황정원.『치과 임플란트와 관련된 다양한 논쟁』. 서울:군자출판사, 2004, pp.31-39.). 이제는 더 이상 매끈한 표면이 좋은가 거친 표면이 좋은가는 논란의 대상이 될 수 없게 됐고 거친 표면을 처리하는 방법, 거칠기의 정도, 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선(border between rough and smooth surface, 이하, 'R/S 경계선'이라 칭함)를 어디다 두는 것이 좋은가 하는 것에 대한 논쟁들만이 남아 있을 뿐이다.

임플란트 고정체에 있어서 거친 표면을 가진 고정체는 골유착이 더 잘 일어나고 뼈와의 접촉면적이 넓은 장점이 있는 반면, 뼈를 덮고 있는 연조직(soft tissue)과의 반응은 매끈한 표면을 가진 고정체가 더 우수하다. (상게서). 특히 고정체의 거친 표면이, 박테리아의 침입을 막아주는 연조직 방어막(soft tissue barrier) 밖으로 노출되었을 때는 그 거칠기로 인하여 플라크(plaque, 치면 세균막)의 침착(accumulation)이 매끈한 표면에 비하여 더 쉽게 일어나, 치주염(periodontitis)이 유발되고, 이로 인해 치조골(alveolar bone)이 상실되거나, 장기적으로는 임플란트 자체의 실패 위험성 또한 높아진다. (상게서). 따라서 거의 모든 거친 표면을 가진 임플란트 고정체는 상부(coronal part)-연조직과 만나는 부위-에 매끈한 표면의 고리형 끝단(smooth surface collar/cuff)를 가지게 설계되어 있다 (도 1). (고정체의 상부에 매끈한 표면이 없는 경우는 지대주(abutment)의 하단부(근단부, apical end)-지대주가 고정체와 만나는 부위-에 연조직과 만나는 매끈한 표면이 설계되어 있다.)

이러한 임플란트 고정체들은 위치는 조금씩 틀리나 모두 수평으로 디자인된 R/S 경계선이 골정(crestal bone, 뼈의 가장 높은 부위)보다 하방에 위치하도록 하는 식립규정(placement protocol)을 가지고 있다. 이는 치주염 등에 의하여, 박테리아에 대한 일차 방어벽인 잇몸 연조직(gingiva)이 무너졌을 때도 아직 거친 표면이 이차 방어벽인 뼈 내부에 위치하고 있어, 박테리아에 의한 공격으로부터 보호받 을 수 있게 하기 위함이다. 이러한 식립규정들이 정립된 이유는 거친 표면의 구강(oral cavity)내 노출이 그만큼 치명적이기 때문이다 (도 2).

임플란트의 식립을 위해 잇몸 연조직에 절개를 가하고 골정을 노출시켜 보면, 이 골정이 편평한 경우보다 혀쪽(lingual side, palatal side, 안쪽)이 높고 볼쪽(buccal, 바깥쪽)이 낮게 경사진 경우가 많다. 이는 치아 상실 후 상하악골의 불사용 위축(disuse atrophy)에 의한 골흡수가 볼쪽에서 우세하게 일어나기 때문이다. 이러한 경사는 특히 하악골에서 자주 발생하게 된다. (브로네막, 페르 잉그발 편저. 『브로네막 임프란트: 외과』. 조성암 역, 서울:도서출판천지, 1997, pp.A-14,15. HICKEY, Judson C. et al.『Boucher's Prosthodontic treatment for edentulous patients』. Darlene WARFEL et al. Ed., Missouri:The C.V. Mosby Company, 1985, p.181(Fig.9-9).).

수평의 R/S 경계선을 가진 임플란트 고정체들은 이처럼 골정에 경사가 있는 경우, 별다른 조치 없이 임플란트를 식립하면 거친 표면의 일부분이 골정 밖으로 노출된다 (도 3).

이러한 노출을 막기 위한 방법으로는, 첫째 도 4에 도시된 바와 같이 불룩하게 돌출된 부분의 뼈(도 4의 좌측 도면의 점선 윗부분)를 제거해서 골정이 편평해지게 하거나, 둘째 도 5에 도시된 바와 같이 골정의 경사진 부분에 골유도재생술(Guided Bone Regeneration technique)을 행해야 한다.

임플란트의 성공을 위해서는 충분한 기계적, 물리적 지지력(support)을 얻는 것이 중요하다. 이를 위해 되도록 긴 임플란트 고정체를 식립하는 것이 유리한데, 상기 첫째 방법은 제거한 뼈의 길이만큼 짧은 임플란트 고정체를 식립하여야 하기 때문에 임플란트의 성공에 악영향을 미친다. 특히 하악골 속의 하치조신경(inferior alveolar nerve)과 골정과의 거리가 짧아 식립할 수 있는 임플란트 고정체의 길이가 제한받는 경우, 이처럼 골정을 편평하게 삭제하는 것은 매우 불리한 선택일 수 밖에 없다. 상기 둘째 방법인 골유도재생술은 인조골 이식(artificial bone graft)과 차폐막(barrier membrane)의 사용에 상당한 추가적 고비용이 요구되고, 수술시간이 길어져 의사와 환자의 노고가 더 커지며, 감염의 위험성과 이로 인한 임플란트 실패의 가능성이 더 커지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 치아가 빠진 상하악골에 치아의 대체용으로 식립하는 치과용 임플란트(implant) 고정체로서, 골정(crestal bone)이 경사진 환자의 치료를 위해, 임플란트 고정체의 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선이 경사지게 형성된 치과용 임플란트 고정체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 거친 표면의 하부와 상기 거친 표면의 거칠기보다 낮은 거칠기를 가진 매끈한 표면의 상부로 이루어진 치과용 임플란트 고정체에 있어서, 상기 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선을 포함하는 면이 상기 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거친 표면의 상기 중심축과 평행한 방향의 최고 높이와 최저 높이의 차가 1 내지 3 mm인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 임플란트 고정체 상면에 식별표지가 형성되고, 상기 식별표지는 상기 거친 표면의 상기 최저 높이 또는 최고 높이의 방향을 안내하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 임플란트 고정체의 나사산은 상기 거친 표면에만 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 매끈한 표면에 미세홈(microgroove)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 임플란트 고정체가 경사진 골정을 가진 뼈에 식립된 상태를 나타내는 도면이다.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기존의 치과용 임플란트 고정체의 수평 R/S 경계선에 특정한 각도를 주는 것을 특징으로 한다. 이러한 발명은 과도하지 않은 약간의 경사를 가진 골정에 임플란트 고정체를 식립하는 경우, 돌출된 뼈의 제거나 골유도재생술을 시행하지 않고도 거친 표면를 뼈 내부로 위치시키려는 목적을 가지고 있다.

이를 위해 본 발명의 치과용 임플란트 고정체(10, 20)는 거친 표면의 하부(300)와 상기 거친 표면의 거칠기보다 낮은 거칠기를 가진 매끈한 표면의 상부(100)로 이루어지고, 상기 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선(200)을 포함하는 면(R/S 경계선)이 상기 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지도록 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선(200)을 포함하는 면은 도 6에 도시된 바와 같이 평면일 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 곡면일 수도 있으며, 상기 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지도록 형성된다 함은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 직교면과 하나의 선에서 만난다는 것을 의미한다.

이렇듯 경사진 골정(32)에 맞추어 상기 임플란트 고정체의 상기 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선(200)에 경사를 준 경우 다음과 같은 장점을 거둘 수 있다.

첫째, 돌출된 불룩한 뼈를 제거할 필요가 없어 이 부분의 뼈를 상실하지 않고 임플란트 고정체의 지지에 활용할 수 있다.

둘째, 골유도재생술에 소요되는 많은 비용(200,000 내지 400,000 원)을 절약할 수 있다.

셋째, 골유도재생술을 사용하는데 들어가는 시술 시간과 노력을 배제시켜 환자와 의사 양자를 위한 시술 편이성(expediency of operation)을 획기적으로 높일 수 있다.

넷째, 골유도재생술의 사용에 종종 수반되는 감염과 그로 인한 임플란트 자체의 실패 가능성을 낮출 수 있다.

다섯째, 첫 번째 수술시 임플란트 고정체를 식립함과 동시에 잇몸 연조직 밖으로 노출시킴으로써 한 번의 수술만 요구되는 1회 수술법(one stage surgery)이 가능하다. (이에 대하여 골유도재생술을 사용하면 감염을 막기 위해 첫 번째 수술 시 임플란트 고정체를 잇몸 연조직 속에 완전히 묻어 두었다가 수개월 후 이를 잇몸 밖으로 노출시키는 두 번째의 수술이 필요하므로 2회 수술법-two stage surgery-이 필수적이다.)

여섯째, 임플란트 주위(peri-implant)에 각질화된 잇몸 연조직(keraitinized gingiva - 단단한 각질(keratin)의 존재로 기계적인 자극이나 박테리아의 침입에 더 잘 저항한다)이 없는 경우에 임플란트의 장기적 성공을 위해 입천장(palate) 부위에서 각질화된 잇몸 연조직을 떼다가 이식하는 것이 치과계의 일반적 관례이다. 그러나, 각질화된 잇몸 연조직의 유무가 임플란트의 장기적 성공에 크게 영향을 미치지 않는다는 연구결과도 상당수 있고, 특히 매끈한 표면을 가진 고정체에서는 각질화된 잇몸 연조직의 이식 없이도 성공률에 차이가 없다는 연구결과들이 널리 받아들여지고 있다. 본 발명의 경사진 R/S 경계선의 넓은 매끈한 표면 부위를 각질화된 잇몸 연조직이 부족한 부위로 위치시킴으로써 매끈한 표면의 고정체를 사용한 것과 같은 효과를 볼 수 있으며, 따라서 각질화된 잇몸 연조직의 이식 과정을 생략할 수 있다.

임플란트를 시술하는 의사는 기존의 수평 R/S 경계선을 가진 임플란트 고정체를 주로 사용하며 본 발명의 경사진 R/S 경계선을 가진 임플란트 고정체들을 보조적으로 보유하고 있다가, 골유도재생술이 꼭 필요하지 않은 약간 경사진 골정을 가지고 있고, 잇몸 연조직이 다소 퇴축(recession)되어도 심미적으로(esthetic) 큰 결함을 보이지 않는 심미성이 덜 중요한 부위, 즉 하악 구치부(mandibular posterior area)나 상악 구치부(maxillary posterior area) 등에 선택적으로 사용 함으로써 상기의 많은 이점을 누릴 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 거친 표면의 상기 중심축과 평행한 방향의 최고 높이와 최저 높이의 차(도 6 및 도 7에서의 a)는 1 내지 3 mm인 것이 바람직하다. 이 차이가 1 mm 미만일 때는 경사가 거의 발생하지 않아 경사진 골정에 적용시키기 곤란하고, 3 mm를 초과하는 경우에는 뼈와의 접촉면적을 많이 상실해 골에 의한 지지(bony support)의 측면에서 불리하다.

도 9는 식별표지가 형성된 본 발명의 임플란트 고정체의 평면도이다.

한편, 상기 임플란트 고정체(10, 20) 상면에 식별표지(120)가 형성되고, 상기 식별표지(120)는 상기 거친 표면의 상기 최저 높이 또는 최고 높이의 방향을 안내하는 것을 특징으로 할 수 있다.

치과용 임플란트 고정체(10, 20)의 안정성과 예측성(predictability)이 이미 충분히 확립됨에 따라 이제는 시술의 편의성과 환자에게 어떻게 하면 덜 침습적인(less invasive) 치료를 제공하느냐 하는 것이 중요한 이슈가 되어가고 있다. 그래서 근자에는 잇몸 연조직을 절개하지 않고 티슈펀치(tissue punch) 등으로 작게 천공하여 고정체(10, 20)를 식립함으로써 봉합도 필요성을 제거하고, 환자의 수술후 통증(post-op pain)도 많이 줄여줄 수 있는 수술법이 널리 채택되고 있다. 이러한 수술법은 충분한 절개로 시야를 확보하는 기존의 수술법에 비해 고정체(10, 20) 식립 중 R/S 경계선(200)이 잇몸 연조직 속에 가려져 보이지 않을 수 있다. 이러한 경우 상기 고정체(10, 20) 상면 또는 고정체 마운트(mount, 40)의 상면, 구체적으로 이들의 어깨 부위에 있는 식별표지(120)를 보고 원하는 방향으로 경사진 R/S 경계선(200)을 위치시킬 수 있다.

여기서, 고정체 마운트(40)란 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 임플란트 고정체(10, 20)의 상면에 탈착가능하게 결합되는 것으로서, 상기 고정체(10, 20)를 회전시켜 뼈에 식립시 회전시키는 도구가 상기 고정체(10, 20)에 직접 힘을 가하는 경우 발생할 수 있는 고정체(10, 20)의 변형 등을 예방하고, 식립이 많이 진행된 경우 상기 고정체(10, 20)와 별도로 노출부위를 확보함으로써 회전시키는 도구가 힘을 전달할 수 있는 부위를 제공하는 부품을 말한다.

이 때, 회전시키는 도구가 고정체(10, 20)에 직접 연결되는 경우에는 상기 고정체(10, 20)의 상면에 식별표지(120)를 하고, 고정체 마운트(40)에 연결되는 경우에는 마운트(40)의 상면에 식별표지(120)를 하는 것이 바람직하다.

도 11은 거친 표면에만 나사산이 형성된 본 발명의 임플란트 고정체(10, 20)의 상부 정면도이다.

한편, 상기 임플란트 고정체(10, 20)의 나사산은 상기 거친 표면에만 형성될 수 있다. 즉, 상기 고정체(10, 20)의 매끈한 표면에는 나사산도 나사골도 없이 원기둥면만 존재하게 된다. 이는 나사산이 없는 매끈한 표면이 연조직과의 부착에 더 유리하고, 만일 연조직과의 부착이 파괴되어 노출되는 경우에도 울퉁불퉁한 나사산이 있는 경우보다 플라크의 침착이 덜 일어나 치주염에 더 잘 저항할 수 있기 때문이다.

도 12는 매끈한 표면에 미세홈(microgroove, 130)이 형성된 본 발명의 임플란트 고정체(10, 20)의 상부 정면도이다.

한편, 본 발명의 상기 매끈한 표면에 나사산 대신 미세홈(130)이 형성될 수 있다.

미세홈(130)은 연조직 중 결합조직(connective tissue)이 매끈한 표면에 더 강하게 부착할 수 있도록 도와준다. (한종현 등. "임플란트에서 골흡수를 최소화 할 수 있는가?". 치과임상, 24(11), 서울:치의학사, 2004, pp.1360~1363.).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시는 본원 발명의 특허청구범위 내에 있는 것이다.

거친 표면과 매끈한 표면의 경계선이 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지게 형성된 본 발명의 치과용 임플란트 고정체는, 골정이 경사지게 형성된 환자에게 골제거술식에 따른 임플란트 안정성의 격감을 방지하며, 골유도재생술에 따른 비용면에서나 시술편의성 및 감염가능성 측면에서의 단점을 제거할 뿐만 아니라 1회 수술 만으로 치료가 가능한 현저한 장점을 나타낸다.

Claims (5)

1. 거친 표면의 하부와 상기 거친 표면의 거칠기보다 낮은 거칠기를 가진 매끈한 표면의 상부로 이루어진 치과용 임플란트 고정체에 있어서,

   상기 거친 표면과 매끈한 표면의 경계선을 포함하는 면이 상기 임플란트 고정체의 중심축과 직교하는 면에 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 거친 표면의 상기 중심축과 평행한 방향의 최고 높이와 최저 높이의 차가 1 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 임플란트 고정체 상면 또는 상기 임플란트 고정체에 결합되는 고정체 마운트 상면에 식별표지가 형성되고, 상기 식별표지는 상기 거친 표면의 상기 최저 높이 또는 최고 높이의 방향을 안내하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 임플란트 고정체의 나사산은 상기 거친 표면에만 형성되는 것을 특징으 로 하는 치과용 임플란트 고정체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 매끈한 표면에 미세홈(microgroove)이 형성된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체.

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